Le visioni sulle architetture della Televisione su Internet degli organismi rappresentativi degli attori del settore

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2 Le visioni sulle architetture della Televisione su Internet degli organismi rappresentativi degli attori del settore UnManaged Network (open Internet) Managed Networks Home Network QoS/QoE NGN Networks 2

3 Prospettive di mercato Fonte: Cisco Visual Network Index Forecasts % di traffico generato Internet video to PC P2P WEB Data Internet video to TV VoIP Gaming anno 3

4 Introduzione Sommario Sez. I Sez. II Sez. III Sez. IV Sez. V Sez. VI Sez. VII Sez. VIII Sez. IX Sez. X Modelli architetturali L architettura Open IPTV Forum Gli standard DVB per la televisione su IP Integrazione di IPTV in NGN: la visione ETSI DVB-IP nel contesto dell ETSI TISPAN NGN L architettura ITU-T L Architettura ATIS Scenari Ibridi (broadcast e broadband) Qualità del Servizio Appendici Bibliografia Lista degli acronimi 4

5 Modelli di rete e piattaforme Reti unmanaged (es. Open Internet) Costituite da segmenti di rete sotto il controllo di differenti Operatori Prive di meccanismi di rete per la gestione della QoS Web TV: Content/Service forniscono servizi direttamente su Internet Open IPTV: integrazione broadcast / Broadband Reti managed (es. Reti di Operatore) Totalmente sotto il controllo di un Operatore Dotate di meccanismi di rete per la gestione della QoS IPTV: Content/Service per fornire servizi si interfacciano alla piattaforma dell Operatore Next Generation Networks (con o senza IMS) Rete managed con servizi IPTV Eventuale uso di IP Multimedia Subsystem per consentire piena integrazione dei servizi TV con altri servizi TLC 5

6 Piattaforme IPTV Servizio di alta qualità ed in tempo reale Intermediazione tra utente e fornitore di servizi Dimensione (relativamente) locale (la rete dell Operatore TELCO) Open IPTV Qualità del servizio non garantita ed affidata alla Content Delivery Network (CDN) Senza intermediazione tra utente e fornitore di servizi Dimensione (relativamente) globale (condizionata dalla CDN) WEB TV Qualità del servizio non garantita ed affidata a tecniche end-to-end; svantaggi: Latenza (servizi non in tempo reale) Overhead (necessità di più banda) Senza intermediazione tra utente e fornitore di servizi Dimensione globale (Internet) 6

7 Paradigmi di comunicazione Direttiva CE Media senza frontiere (Audiovisual Media Services Directive) Informazioni addizionali associate ai contenuti broadcast/multicast Integrazione broadcast/broadband Personalizzazione dei servizi Servizi audiovisivi lineari TV Broadcast (multicast su IP) TV Broadcast Trick mode (comandi VCR) (unicast su IP) Live streaming e Webcast su Internet (unicast su IP) TV with time-shifting (near video on demand) (unicast su IP) tempo reale? Servizi audiovisivi a richiesta (non lineari) (Content on Demand CoD) Streamed CoD Services (unicast su IP) Download CoD Services (audiovisivi visualizzabili sul terminale d utente terminato il download) Modalità di servizio Pull o Push 7

8 Il tempo reale è un requisito stringente??? Il raggiungimento di qualità di servizio televisiva su reti unmanged (WEB TV) può richiedere tecnologie (FEC) che generino una latenza inusuale (secondi) Serve Servizi lineari Trick mode Servizi lineari live (Sport, news) Il tempo reale Non serve Servizi lineari time shifted Servizi lineari pseudo live (fiction, film, rubriche) Servizi non lineari (on demand) Streamed CoD Download CoD (Pull o Push) Da qui l idea dei servizi ibridi: broadcast (live) + broadband (CoD) 8

9 Domini logici L architettura di un servizio multimediale viene definita in termini di componenti e interfacce tra i componenti stessi Dominio: sistema indipendente che opera funzioni corrispondenti al ruolo di un singolo attore coinvolto della fornitura del servizio HDTV Content IPTV Service Platform Network Consumer 9

10 Domini logici Domini Content IPTV Service Platform Network Consumer Content Service Delivery Network Home Service Content IPTV Service NGN Service Transport Consumer Content Service Network End-user Content Service Network Consumer 10

11 Codifiche dei media & formati di trasporto Codifiche dei media Video MPEG-4 AVC HD risoluzione 1080 scansione interallacciata (5 8 Mbit/s) HD risoluzione 720 scansione progressiva (5 8 Mbit/s) SD risoluzione 576 scansione interallacciata (1 2 Mbit/s) CIF/SIF risoluzione 288 x 352 scansione progressiva (0,25 0,5 Mbit/s) MPEG-2 risoluzione 576 scansione interallacciata (DTV tradizionale) Audio AAC (stereo / 5+1) MP3 (MPEG 1 layer 3) AC3 (Dolby) DTV tradizionale (MPEG 1 layer 1/2) WEB TV industriale (esempi): formato 4:3 progressivo risoluzione 288 x 352 formato 16:9 progressivo risoluzione 480 x 848 Formati di trasporto Transport Stream MPEG-2 (Single Program) MPEG-4 file format (MP4) Time stamped TS 11

12 Protocolli di trasporto dei media HTTP Incapsulamento Servizi Rete TS MPEG-2 MP4 Streamed CoD Download CoD Unmanaged RTP/UDP/IP Incapsulamento TS MPEG-2 Elementary Stream (audio, video, dati) Servizi Real Time Multicast Real Time Unicast Rete Managed Unmanaged UDP/IP Incapsulamento TS MPEG-2 Servizi Real Time Multicast Real Time Unicast Rete Managed 12

13 Service Discovery & Selection Managed UnManaged NGN + IMS Procedure per identificare Service e Servizi Formati dell informazione discovery Protocolli di trasporto dell informazione discovery NGN + IMS Connessione alla rete del STB Inizializzazione dell accesso alla rete Configurazione di rete del STB Scoperta degli entry point per SD Configurazione IP Service location (domain name) Ad esempio tramite DHCP Risoluzione dei nomi di dominio per la scoperta degli entry point dei servizi Ad esempio tramite DNS Sistemi SD&S differenti possono convivere in rete e sul terminale senza eccessivi problemi Scoperta dei Service Acquisizione dei dati sui servizi Acquisizione delle informazioni per la scoperta dei Service Ad esempio tramite HTTP (pull) o IGMP (push) Info sui servizi disponibili Ad esempio tramite HTTP Criticità derivano dalla diversità delle piattaforme che, specie nel caso NGN, prevedono architetture differenti 13

14 Terminale d utente d OITF (Open IPTV Terminal Function) HNED (Home Network End Device) UE IPTV Terminal Functions ITF (User Equipment) (IPTV Terminal Functions) Terminal Device Management Bcast Demux Unicast Content Delivery Client Functional Block SADS Client Functional Block Service Protection Client Functional Block Control Client Functional Block SCP Client Functions Content Delivery Demux / Mux Application Client Functions Media Client Functions Storage Multicast Content Delivery Client Functional Block IPTV Application Client Content Protection Client Functional Block Client Functions Codecs Performance Monitoring Media Control Metadata Management Error Recovery Client Functional Block Home Network IPTV Terminal Transport Functions Network Attachment Client 14

15 Qualità del servizio Obiettivo molto stringente: QoE paragonabile a quella delle tradizionali trasmissioni broadcast Al massimo un artefatto visibile ogni ora per trasmissioni SD Al massimo un artefatto visibile ogni quattro ore per trasmissioni HD Architetture di sistema (ad es. localizzazione dei video server) sia per reti managed che unmanaged Meccanismi di rete (DiffServ, VPN, MPLS) esclusivamente per reti managed e NGN Tecniche End-to-End (ad es. AL-FEC, Ritrasmissione) sia per reti managed che unmanaged Realizzazione di Content Delivery Network sia per reti managed che unmanaged 15

16 Sperimentazione di Tecniche End-to-End su reti Un Managed (Collaborazione FUB-CRIT RAI) Non conoscenza dello stato della rete e impossibilità di uso di meccanismi di rete per controllare la QoS Forward Error Correction Ritrasmissione i parametri critici sono: latenza (superabile con un corretto settaggio del buffer del Set Top Box) jitter (superabile con un corretto settaggio del buffer del Set Top Box) perdita di pacchetti shaping dei router link failure perdite REIN scarto per fuori sequenza Soluzione: impiego end-to-end di sistemi di correzione d errore 16

17 Sperimentazione di Tecniche End-to to-end: Prestazioni del FEC SMPTE Link failure Num ero delle colonne L Bit-rate (Mb/s) Bit-rate che il FEC SMPTE è in grado di recuperare in caso di link failure pari a 50 ms Overhead minimo richiesto in caso di perdite random con il vincolo di un artefatto ogni ora per un flusso a 20 Mb/s 17 17

18 Esempio visivo delle prestazioni del FEC SMPTE (shaping dei router) Senza l ausilio del FEC Con FEC 20x5 solo colonne (1D) 18

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